DE2321190B2

DE2321190B2 - Parabelfeder

Info

Publication number: DE2321190B2
Application number: DE2321190A
Authority: DE
Inventors: Eckart Von Dipl.-Ing. 5980 Werdohl Estorff
Original assignee: Stahlwerke Brueninghaus GmbH
Current assignee: Stahlwerke Brueninghaus GmbH
Priority date: 1973-04-26
Filing date: 1973-04-26
Publication date: 1978-12-07
Also published as: US4022449A; JPS5934902B2; JPS5029950A; FR2227459B1; NL7405613A; BE814255A; NL175845C; DE2321190A1; NL175845B; GB1470831A; FR2227459A1; ES425722A1; IT1010094B; ATA336374A

Description

Die Erfindung betrifft eine Parabelfeder mit mehreren Federblättern, die sich nur im mittleren Einspannbereich und an ihren Enden direkt oder über Zwischenplatten berühren, wobei die Berührungsflächen an der. Enden beim Ein- und Ausfedern als Reibflächenpaare wirken.

Eine solche Blattfeder ist aus der deutschen Patentschrift 20 21608 bekannt. Bei dieser Feder werden mit Hilfe von Reibplatten, welche jeweils zwischen zwei Federblättern an den Federenden angeordnet sind, zusätzliche Reibflächenpaare gebildet. Die bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß die so erzielbare Eigenreibung zur Schwingungsdämpfung blattgefederter Fahrzeuge nicht an allen Anwendungsfällen ausreicht So besteht bei mit derartigen Parabelfedern ausgerüsteten Kraftfahrzeuganhängern die Gefahr, daß durch zu große und zu wenig gedämpfte Schwingungsausschläge des Aufbaus unzulässig hohe Beschleunigungen aufireten, durch die das Ladegut beschädigt und der Bodenkontakt zwischen Rädern und Fahrbahn verschlechtert wird. Bei der bekannten Anordnung ist es außerdem nachteilig, daß sämtliche Reibungskräfte von der Betriebsbelastung der Feder abhängen, da die Reibungskräfte der aufeinander gleitenden Federblattflächen zu den Kräften, mit welchen die Federblattflächen aneinandergedrückt werden, proportional sind. Daher kann sich die Federung eines beladenen Fahrzeuges ganz anders verhalten als die Federung eines leeren Wagens.

Aus der US-Patentschrift 17 81 898 ist eine Trapezfeder bekannt, bei der die Reibung durch zusätzliche Klenimelemente an den Federenden vergrößert wird. Bei Trapezfedern ist jedoch der Anteil der durch die Klemmelemente erzeugten Reibung gegenüber dem Anteil der Reibung, die von den sich auf ihrer ganzen Länge gegenseitig berührenden vielen Federblättern herrührt, sehr gering, so daß hier mit zusätzlichen Klemmelementen keine nennenswerten zusätzlichen Reibungskräfte erzeugt werden können. Ein weiterer Nachteil besteht bei dieser bekannten Feder darin, daß die gummielastischen Zwischenplalten in den Klemmelementen im Laufe der Zeit ihre Spannkraft durch Herauskriechen des Gummis verlieren, weil die Zwischenplatten lose zwischen die Klemmvorrichtung und die Federblätter gelegt sind. Die bekannten Klemmvorrichtungen sind daher durch Schrauben zusammengehalten, die regelmäßig nachgezogen werden müssen, so daß die Feder nicht wartungsfrei ist.

Aus der britischen Patentschrift 7 6/ 504 ist es bekannt, eine Klemmvorrichtung einer Trapezfeder mit Hilfe von Nieten an einem der äußeren Federblätter zu befestigen. Die Befestigung einer Federklammer mit einem Steg durch Verschweißen ist bei einer Trapezfeder aus der deutschen Auslegeschrift 12 19813 bekannt. Die deutsche Auslegeschrift 10 55 889 zeigt eine Klemmvorrichtung, bei der ein Gummielement an Metallplatten vulkanisiert ist, von denen eine auf ihrer äußeren Abstützfläche unbefestigt aufliegt. Hierbei handelt es sich jedoch nicht um Blattfedern. Gummidruckfedern, die aus zwei gleich großen gummielastischen Teilen bestehen, welche an die beiden Seiten eines Zwischenbleches anvulkanisiert sind und mit diesem eine bauliche Einheit bilden, sind aus der deutschen Auslegeschrift 11 55 158 bekannt. Jedoch handelt es sich auch hier nicht um eine Blattfeder.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die innere Reibung der Parabelfeder über den gesamten Arbeitsbereich zu vergrößern, insbesondere zusätzlich zu den veränderlichen Reibungskräften, die infolge der äußeren Federbelastungen an den Federblättern angreifen,

eine konstante, in ihrer Größe frei wählbare Reibungskraft zu erzeugen, wobei der Aufbau der Feder möglichst einfach sein soll. Das Reibungsverhalten der Parabelfeder soll dabei möglichst von der Zeit unabhängig, also konstant sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Federblätter in an sich bekannter Weise an den Enden jeweils von einer eine als Druckfeder wirkende, vorgespannte, gummielastische Zwischenplatte enthaltenden und dort festgelegten Klemmvorrichtung umfaßt sind, die aus einer Klammer und einem mit der Klammer verschweißten Steg besteht, wobei die Druckfeder mit ihrer rier Klemmvorrichtung zugewandten Oberfläche an eine Metallfläche anvulkanisiert ist.

Diese Lösung ermöglicht eine exakte Einstellung der Normalkraft in den Reibflächen, die auch bei geringfügigem Verschleiß der aufeinander gleitenden Flächen der Federblätter erhalten bleibt. Alle inneren Reibflächenpaare werden mit derselben belastungsunabhängigen Normalkraft beaufschlagt, die bei gegenseitiger Längsverschiebung der Federblätter im Fahrbetrieb eine zusätzliche und nach einer gewissen Einlaufstrecke auch zeitlich konstante Reibungskraft hervorruft. Die Ausführung der Druckfeder aus einem gummielastischen Werkstoff ermöglicht es, die zusätzliche Normalkraft in den Reibflächen an den Federenden unabhängig von der relativen Lage der längsverschieblichen Federblätter zu halten und gleichzeitig jeden Verschleiß der Druckfeder bei Längsverschiebung der Federblätter gegeneinander zu vermeiden.

Vorteilhaft ist die Druckfeder an die Klammer der Klemmvorrichtung anvulkanisiert und liegt auf einem der äußeren Federblätter unbefestigt auf. Sie kann auch an dem Steg der Klemmvorrichtung anvulkanisiert sein und auf einem der äußeren Federblältcr unbefestigt aufliegen. Vorteilhaft ist die von der Klemmvorrichtung abgewandte Oberfläche der Druckfeder an einer dünnen Blechplatte, die an einem der äußeren Federblätler unbefestigt anliegt, anvulkanisiert. In diesem Fall verhindert die Blechplatte, daß der gummielastische Werkstoff der Druckfeder bei großen Druckspannungen seillich aus der Klemmvorrichtung herausgequetscht wird. Zur Erhöhung der Druckfestigkeit kann die Druckfeder auch vorteilhaft ans zwei gleichen gummielastisehen Teilen besiehen, welche an die beiden Seiten eines Zwischcnbleches anvulkanisiert sind und mit diesem eine bauliche Einheit bilden.

Es ist vorteilhaft, die Klemmvorrichtung mit Hilfe von Nieten mit einem der äußeren Federblätter form- und kraftschlüssig zu verbinden. Bei Federn mit mindestens einem Gleitende ist es vorteilhaft, den Rücken der Klammer mit dem Hauptfedcrblatt derart form- und kraftschlüssig zu vernieten, daß nur die restlichen Federblätter gemeinsam mit der Druckfeder von der Klemmvorrichtung umfaßt sind. Dadurch kann die Abstützung der Feder gegen den Federbock auf der hierzu erforderlichen Länge direkt über das Hauptfederblatt erfolgen. Diese Maßnahme bietet den Vorteil einer geringen Bauhöhe, sie bietet sich stets dann an, wenn nur ein begrenzter Einbauraum zur Verfügung steht.

Zur Herstellung einer solchen Parabelfeder werden die Federblätter vorteilhaft nach dem Vorsetzen mit einer etwa den halben maximalen Federweg hervorrufenden Belastung beaufschlagt, mit der in der Klemmvorrichtung gewünschten Spannkraft an die gummielastische Druckfeder gedrückt, während die Klammer und der Steg der Klemmvorrichtung miteinander verschweißt werden. Die Klammer oder der Steg können dabei bereits mit einem Federblatt vernietet sein, und es können zwei Hydraulikstempel verwendet werden, deren Druckkraft durch Überdruckventile einstellbai ist. Es wird auf diese Weise erreicht, daß die gummielastische Feder exakt die zur Reibungsverstärkung erforderliche Druckkraft aufbringt und gleichzeitig das mögliche Minimum an Schubbelastung infolge Längsverschiebung des obersten gegen das unterste

ίο Federblatt im Fahrbetrieb erfährt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 bis Fig.4 jeweils eine Seitenansicht mit teiiweisem Schnitt des Endes einer Blattfeder, an weichem eine Klemmvorrichtung mit einer gummielastisehen Druckfeder angeordnet ist, und einen Schnitt durch die Blattfeder nach der Linie A-A der Seitenansicht.

Die Blattfeder besteht aus einem Hauptfederblatt 1 und weiteren Federblättern 2, 3, 4 und 5. In F i g. 1 läuft das Hauptfederblatt 1 in einem Federauge 6 aus. welches von einer Umrollung 7 des Federblattes 2 umgeben wird. Das dargestellte Ende der Blattfeder

-'ί enthält eine Klemmvorrichtung 8, bestehend aus einer Klammer 9 und einem Steg 10. Am Klammergrund ist eine Druckfeder 12 aus gummielastischem Werkstoff anvulkanisiert und liegt unbefestigt auf dem liauptfederblatt 1. Der Steg 10 ist mit Nieten 13 an dem

ι» Federblatt 3 befestigt. Die Klammer 9 und der Steg 10 sind miteinander verschweißt, nachdem der Steg mit einer bestimmten Spannkraft in die Klammer hineingedrückt und in seiner Lage festgehalten worden war. Die Druckfeder 12 ist dabei um einen Federweg von 2

)"> bis 3 mm zusammengedrückt worden. Nach dem Verschweißen kann sich der Steg 10 in der Klammer 9 nicht mehr verschieben, so daß die Spannung in der Klemmvorrichtung erhalten bleibt.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführung der

tu reibungsverstärkenden Klemmvorrichtung 8. Zur Sicherung gegen Aufweiten und Brechen des Auges 6 des Hauptfederblaues 1 ist dessen freies Ende 16 zur Federmitte hin abgebogen und weist eine Umbiegung 17 auf, welche zusammen mit dem Auge 6 die

Γι Klemmvorrichtung 8 in ihrer Lage hält. Die Druckfeder 12 ist mit dem Grund der Klammer 9 und einer dünnen Blechplatte 18, die unbefestigt unter dem Federblatt 3 liegt, durch Vulkanisation verbunden. Die Blechplatte 18 verhindert, daß der gummielastische Werkstoff der

")'i Druckfeder 12 bei großen Spannkräften in Federlängsrichliing aus der Klemmvorrichtung 8 herausgequetscht wird.

Fig. 3 zeigt eine Ausführung der Klemmvorrichtung am Ende einer Vierblatt-Hauptfeder mit einem Feder-

>*· auge 6 und einer Teilumrollung 11 des Fedtrblattes 2. Die Druckfeder 12 ist am Steg 10 anvulkanisiert und liegt unbefestigt auf dem Hauptfederblatt 1. Sie besteht aus zwei gleichen Teilen 19 und 20, die zur Stabilisierung des gummielastisehen Werkstoffes an ein Zwischenblech 21 anvulkanisiert sind. Wegen der bei Vierblattfedern größeren Relativbewegung zwischen dem obersten und dem untersten Federblati muß die Druckfeder 12 Picker ausgeführt werden als bei Dreiblattfedern, was ohne Zwischenblech zu größerer Beanspruchung durch

' ' die Druckkraft führt. Die Klammer 9 ist durch Nieten 14 fest mit dem Federblatt 4 verbunden. Sie dient zusätzlich als Abstützfläche für ein später eingreifendes, als Zusatzfeder wirkendes Federblatt 5.

In Fig.4 ist die Klemmvorrichtung 8 am Gleitende einer Dreiblattfeder dargestellt. Die Druckfeder 12 ist an den Steg 10 anvulkanisiert und liegt unbefestigt unter dem Federblatt 3. Die Klammer 9 ist mit Nieten 15 derart am Hauptfedcrblatt 1 befestigt, daß sie nur die Blätter 2 und 3 umfaßt. Um eine Verbreiterung der Blattfeder im Bereich der Klemmvorrichtung 8 am Gleitende zu vermeiden, sind die Federblätter 2 und 3 dort schmaler ausgeführt, was ohne die Gefahr eines Bruches geschehen kann, weil die Federblätter hier ohnehin dicker als theoretisch erforderlich sind und die Klemmvorrichtung 8 in Federlängsrichtung sehr schmal gehalten werden kann.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Parabelfeder mit mehreren Federblättern, die sich nur im mittleren Einspannbereich und an ihren Enden direkt oder über Zwischenplatten berühren, wobei die Berührungsflächen an den Enden beim Ein- und Ausfedern als Reibflächenpaare wirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Federblätter (1,2,3,4) in an sich bekannter Weise an den Enden jeweils von einer eine als Druckfeder (12) wirkende, vorgespannte, gummielastische Zwischenplatte enthaltenden und dort festgelegten Klemmvorrichtung (8) umfaßt sind, die aus einer Klammer (9) und einem mit der Klammer (9) verschweißten Steg (10) besteht, wobei die Druckfeder (12) mit ihrer der Klemmvorrichtung (8) zugewandten Oberfläche an eine Metallfläche anvulkanisiert isL

2. Parabelfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (12) an die Klammer (9) der Klemmvorrichtung (8) anvulkanisiert ist und auf einem der äußeren Federblätter (1,3, 4) unbefestigt aufliegt.

3. Parabelfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (12) an dem Steg (10) der Klemmvorrichtung (8) anvulkanisiert ist und auf einem der äußeren Federblätter (1, 3, 4) unbefestigt aufliegt.

4. Parabelfeder nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Klemmvorrichtung (8) abgewandte Oberfläche der Druckfeder (12) an einer dünnen Blechplatte (18), die an einem der äußeren Federblätter (1, 3,4) unbefestigt anliegt, anvulkanisiert ist.

5. Parabelfeder nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (12) aus zwei gleich großen gummielastischen Teilen (19, 20) besteht, welche an die beiden Seiten eines Zwischenbleches (21) anvulkanisiert sind und mit diesem eine bauliche Einheit bilden.

6. Parabelfeder nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung (8) mit Hilfe von Nieten (13, 14, 15) mit einem der äußeren Federblätter (1,3,4) form- und kraftschlüssig verbunden ist.

7. Parabelfeder nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Federn mit mindestens einem Gleitende der Rücken der Klammer (9) mit dem Hauptfederblatt (1) mit Hilfe von Nieten (15) derart form- und kraftschlüssig verbunden ist, daß nur die restlichen Federblätter (2, 3) gemeinsam mit der Druckfeder (12) von der Klemmvorrichtung (8) umfaßt sind.

8. Verfahren zur Herstellung einer Parabelfeder nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federblätter (1, 2, 3, 4) nach dem Vorsetzen mit einer etwa den halben maximalen Federweg hervorrufenden Belastung beaufschlagt und mit der in der Klemmvorrichtung (8) gewünschten Spannkraft an die gummielastische Druckfeder (12) gedrückt werden, während die Klammer (9) und der Steg (10) der Klemmvorrichtung (8) miteinander verschweißt werden.